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基于PLC的船舶电站监控系统研究

范文

林建民

摘要：本文自主设计了一款基于PLC的船舶电站监控系统，包括对硬件、软件和关键部分的设计。该船舶电站监控系统能将采集到的数据实施系数并存储起来，还能对故障进行检测和排除，能提高工作人员的效率和电站监控系统的稳定性，本系统设计基本满足船舶电站监控设计要求。

关键词：船舶电站;监控系统;PLC

为了提高船舶电站的稳定性及工作效率，本文自行设计了一款基于PLC的船舶电站监控系统，能有效改善船舶电站的工作效率并提高运行可靠性，对推广PLC技术在船舶上的运用具有重要意义。

1 船舶电站监控系统整体结构

本文以440V和60Hz的船舶电站为例展开讨论。为了满足船舶电站监控系统需求，本文首先建立了该系统的整体框架。该系统包括设备层、监控层和网络层。设备层主要包括柴油发电机及其调速器、参数检测传感器、自动并车装置和频率调整和功率分配装置等;监控层主要包括PLC、控制计算机、报警装置和运行界面等;網络层主要包括，网络线路、计算机和各种电子元器件等。本系统中选择的PLC是由日本三菱公司生产型号为FX2N的PLC，主要对数据进行采集和监控，当发动机启动、停机、调速和并联运行和机组出现故障时，进行故障分析和排除。PLC和计算机通过RS-485串口进行通信。监控主站和各个分站通过MCGS软件来进行通信。

2 基于PLC的船舶电站监控系统设计

2.1 硬件设计

从图1的整体结构可知，该系统的硬件部分包括控制计算机、3台柴油发电机、报警装置、自动并车装置、频率调整和功率分配装置等。其中1号发电机和2号发电机发挥常规功能，3号发电机用做备用。控制计算机采用网络技术和触屏技术，可以通过触摸屏对计算机直接控制。在界面显示上，PLC能将船舶电站的实际运行情况通过数字模拟的形式，生动形象的显示出来，以便工作人员观察和记录。选用的型号为FX2N的PLC具有结构紧凑、处理效率高、稳定性好以及维护方便等优点。在通信接口方面，采用多种组合方式进行各种不同通信方式上的相互转换，包括USB和Modbus等通信接口，具有非常强的适应性和灵活性。

2.2 软件设计

PLC监控软件设计应以控制和实时监测各个设备参数为中心，同时具有功能完善、操作方便等特点，软件结构框图如图1所示。

2.3 关键部分设计

（1）监控系统配置框架。船舶上的用电设备所处的环境比内陆用电设备要恶劣，因此对其要求也更加苛刻，船舶电站和PLC连接框图如图2所示。

（2）监控子程序。子监控程序包括对电压、电流、频率和功能等监控，以及对发电机压力、功率、转速和温度等进行监控。

（3）绘制实时监控数据走势图。在界面上将监控数据随时间变化的趋势用二维图形式表现出来，并将其进行存储，方便以后进行分析和计算。

3 结论

本文自行设计了一款基于 PLC 的船舶电站监控系统，其能满足船舶电站监控系统的基本性能要求，可对电站进行实时监控和重要数据的显示和存储，还能对故障进行排查和处理，具有较强的适应性和自我诊断功能，能有效地提高操作人员的工作效率，因此值得推广与应用。

参考文献：

[1]刘世涛.基于PLC的船舶电站监控系统研究[J].机电技术，2018（06）：86-88.

[2]蒋晓峰，施伟锋.船舶电站监控系统软件设计[J].测控技术，2010，29（11）：85-89.

[3]叶继英.基于PLC的船舶电站自动化监控系统的研究[J].科技信息，2010（10）：137-138.

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